DD141636A1

DD141636A1 - Verfahren und werkzeug zur herstellung von gewindeprofilen

Info

Publication number: DD141636A1
Application number: DD21178779A
Authority: DD
Inventors: Karl Janata; Matthias Schoenfeld; Karl-Heinz Wilfert
Original assignee: Karl Janata; Matthias Schoenfeld; Wilfert Karl Heinz
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1980-05-14
Also published as: FR2452346B1; DE2945611A1; FR2452346A1

Description

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Titel: Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Gewindeprofilen .

) Anwendungsgebiet der Erfindung . .

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein . Werkzeug zur Herstellung von Gewindeprofilen durch Gewindeschälen oder -wirbeln, vorzugsweise für lange hochgenaue Gewindespindeln·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind Verfahren bekannt, Gewindeprofile sowohl für Außen- als auch für Innengewinde durch Gewindeschälen oder -wirbeln herzustellen (Klingelnberg, "Technisches Hilfsbuch", 14. Auflage, Springerverlag Berlin/Göttingen/ Heidelberg 1960, Seiten 620 -.622). Hierbei erfolgt, nach vorheriger, möglichst genauer Herstellung des Gewinde- -J außendurchmesser durch Drehen oder Schleifen, mittels eines mit Schneidwerkzeugen versehenen Wirbelkopfes das Schneiden des Gewindeprofils in das Werkstück. Wie auch aus den Pirmendruckschriften "Information über das Gewindeschälen" der Fa₀ Waldrich, Coburg, Seiten 1 bis 3 und 12 und "Die Zeitsparende Zerspanung von Außengewinden, Innengewinden, 'Sonderprofilen" der Fa* H. Burgsmüller & Söhne GmbH, Kreiensen hervorgeht, erfolgt die Spanabnahme zur Herstellung der Gewindegänge dadurch, daß ein mit Schneidwerkzeugen versehenes Werkzeug (Wirbelkopf oder Wirbeldorn) um das rotierende Werkstück kreist, wobei die

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Rotationsachsen von Werkzeug und Werkstück nicht zusammenfallen. Die Schneidwerkzeuge sind im Werkzeug so eingesetzt, daß ein nahezu tangentialer Eingriff derselben am Werkstück erfolgt» Werkstück und Werkzeug rotieren mit unterschiedlicher Drehzahl· Die Schneidwerkzeuge weisen eine Schneidkante auf, die dem jeweils zu fertigenden Gewindeprofil entspricht.

In der Firmendruckschrift von Burgsmüller & Söhne "Hubwirbelaggregat" ist ein Wirbeldorn und dessen Anwendung zur Herstellung von Innengewinden dargestellt. Dabei ist in einer Werkzeugaufnahme ein entsprechend dem zu schneidenden Gewinde profiliertes Schneidwerkzeug eingesetzt. Die Werkzeugaufnahme bildet dabei mit der Achse des Werkstückes, in welches das Innengewinde geschnitten werden soll, einen Winkelj welcher dem Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes entspricht.

Mit diesem Werkzeug wird lediglich das Gewindeprofil

. ' geschnitten« Der Kerndurchmesser des Innengewindes muß in· einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden.

Bei Anwendung des Gewindewirbeins zur Herstellung langer hochgenauer Gewindespindeln, vorzugsweise für Wälzschraubtriebe, ist es notwendig, daß bei Außengewinden der Außendurchmesser und bei Innengewinden der Kerndurchmesser sehr genau vorgearbeitet ist. Außen- bzw. Kerndurchmesser und das Gewindeprofil dürfen keine Rundlaufabweichungen aufweisen. So wurden bisher in getrennter technologischer-Folge auf Dreh- oder Schleifmaschinen Außen- und Kerndurchmesser und danach auf mit Wirbelköpfen bzw. -dornen versehenen Maschinen das Gewindeprofil hergestellt. Hierbei treten folgende Nachteile auf, die die Qualität der Gewindespindeln oder -muttern und die Arbeitsproduktivität negativ beeinflussen«, Ein mehrmaliges Einspannen und Ausrichten der Werkstücke auf unterschiedlichen Maschinen ist notwendig. Es treten Rundlaufabweichungen auf - zwischen Gewindeprofil und Außen- bzw» Kerndurchmesser - die zu erhöhten Ausschußquoten und Fertigungskosten führen«

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Ziel der Erfindung;

Es ist der Zweck-der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Arbeitsproduktivität bei der Herstellung von mit Gewinden versehenen Werkstücken und die Qualität derselben zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen Rundlaufabweichungen zwischen dem zu fertigenden Gewindeprofil und dem Kern- bzw. Außendurchmesser der Gewinde vermieden werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung von Gewindeprofilen durch Gewindewirbeln oder -schälen dadurch gelöst, daß sowohl der Außendurchmesser des Gewindes bei · Außengewinden oder der Kerndurchmes.ser des Gewindes bei Innengewinden als auch das Gewrndeprofil des Werkstückes selbst, gleichzeitig in einem Arbeitsgang und in einer Aufspannung mit entsprechend gestalteten und entsprechend in einer Werkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeugen hergestellt werden.

Dabei ist es vorteilhaft, daß mindestens eines der in der Werkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeuge den Außen- bzw.- Kerndurchmesser des Gewindes spanend bearbeiten und die übrigen in der fferkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeuge das Gewindeprofil herstellen.

Ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Werkzeugaufnahme und darin angeordneten Schneidwerkzeugen, ist so gestaltet, daß die Schneidwerkzeuge in der Werkzeugaufnahme in einer Ebene angeordnet sind und daß die Schneide der Schneidwerkzeuge entsprechend dem zu schneidenden Gewindeprofil und dem Außen- bzw. Kerndurchmesser profiliert ist, wobei die Ebene um den Steigungswinkel ecdes zu schneidenden Gewindes zur Werkstückachse geneigt ist.

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Es ist bei einem Werkzeug vorteilhaft, daß die den Außenbzw, Kerndurchmesser bearbeitenden Schneidwerkzeuge gegenüber den das Gewindeprofil herstellenden Schneidwerkzeugen in der Werkzeugaufnahme in Richtung der Werkstückachse versetzt angeordnet sind.

Es ist ferner vorteilhaft, daß die einzelnen, im Werkzeughalter angeordneten Schneidwerkzeuge derart zusammengesetzt sind, daß ein Teil des Schneidwerkzeuges zur Herstellung des Außen- bzw* Kerndurchmessers und ein : : -:

zweiter Teil, der mit einer entsprechend dem zu schneidenden Gewinde profilierten Schneide versehen ist, zur Herstellung des Gewindeprofils vorgesehen ist.

Bei Anwendung des Verfahrens und der Werkzeuge zur Herstellung von Gewinden, insbesondere von Präzisionsgewinden für lange Spindeln und Muttern, durch Schälen oder Wirbeln, wird erreicht, da,ß Rundlaufabweichungen zwischen Gewindeprofil und Außen- bzw. Kerndurchmesser nicht auftreten*. Es wird ferner der Arbeitsgang des vorherigen Be- .-.. arbeitens des Außen- bzw. Kerndurchmessers eingespart _$ da diese, zusammen mit dem Gewinde, in einer Aufspannung und in einem Arbeitsgang hergestellt werden, Ferner werden die Ausschußquoten und Fertigungskosten verringert.

Aus führungs beis pie1:

Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden* In der Zeichnung sind Werkzeuge zur Durchführung des Verfahrens dargestellt

Es zeigen;

. Figur 1 ein Wirbelwerkzeug für die Herstellung von Außen- ' gewinden,

Figur 2 einen Schnitt durch ein Werkzeug nach Figur 1_? Figur 3 ein" Wirbelwerkzeug zur Herstellung von Innengewinden,

Figur 4 eine Abwicklung im Schnitt A-A der Figur 3 und Figur 5, 6, 7 und 8 einzelne Schneidwerkzeuge *

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Das Verfahren zur Herstellung von Gewindeprofilen durch Gewindeschälen oder -wirbeln besteht vor allem darin, daß eine mit Schneidwerkzeugen versehene Werkzeugaufnahme eines Schäl- oder Wirbelaggregates in axialer Richtung zum Werkstück bewegt wird. Dabei werden Werkstück und Werkzeugaufnahme in gleicher Drehrichtung, jedoch mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben. Die Rotationsachsen von Werkstück und Werkzeugaufnahme fallen nicht zusammen. Jedes der in der Werkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeuge besitzt eine entsprechend profilierte Schneide, damit gleichzeitig, und in einem Arbeitsgang, das Gewindeprofil - und bei Außengewinden - der Außendurchmesser bzw. bei Innengewinden der Kerndurchmesser hergestellt werden.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Werkzeuge beschrieben, die zur Durchführung des Verfahrens notwendig sind.

Das in Figur 1 dargestellte Werkzeug zum Herstellen von Außen-Gewinde, vorzugsweise für lange, genaue Spindeln, durch Gewindewirbeln, umfaßt eine Werkzeugaufnahme 1, in welcher Schneidwerkzeuge 2, 3, 4, 5 eingespannt sind, die zur Herstellung des Gewindes in dem Werkstück und des Außendurchmessers dienen. Wie aus der Figur 1 ersichtlich, stimmen die Rotationsachse 7, des Werkstücks 6 und die Rotationsachse 8 der Werkzeugaufnahme 1 nicht überein. Mit den Pfeilen sind die Drehrichtungen von Werkzeugaufnahme und Werkstück 6 gekennzeichnete Beide sind gleichlaufend. Die Drehzahlen von Werkstück 6' und Werkzeugaufnahme 1 sind unterschiedlich. .

Die Schneide 9 der Schneidwerkzeuge 2, 3, 4, 5 greift bei deren Bewegung um das langsamer rotierende Werkstück in dieses ein und fertigt das Gewindeprofil. Die Schneide 9 der Schneidwerkzeuge 2, 3, 4, 5 ist dabei entsprechend dem zu fertigenden Gewindeprofil und den zu fertigenden

35. Außendurchmesser profiliert. Es wird also von jedem der Schneidwerkzeuge 2, 3, 4 und 5 der Außendurchmesser und das Gewindeprofil geschnitten» Bei diesem Werkzeug sind in

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der Werkzeugaufnahme 1 die Schneidwerkzeuge 2, 3, 4 und 5 in einer Ebene angeordnet, wobei diese Ebene um den Steigungswinkel-6f .des zu schneidenden Gewindes zur Achse des Werkstückes 1 geneigt ist.

Die in Figur 2 im Schnitt dargestellte Werkzeugaufnahme 1 besitzt ein aus zwei Teilen 10 und 11 zusammengesetztes Schneidwerkzeug (Figur 7), wovon mit dem Teil 10 der Außendurchmesser des Gewindes und mit dem Teil 11 das ßewindeprofil in einem Arbeitsgang¹ und. in einer Werkstückaufspannung geschnitten werden. Anstelle eines zusammengesetzten Schneidwerkzeuges kann auch ein einteiliges Schneidwerkzeug, gemäß Figur 8, in der Werkzeugaufnahme 1 eingesetzt werden.

Dem Wirbelwerkzeug nachlaufend, kann ein axial, radial und winkelmäßig zum Werkstück einstellbares Entgratewerkzeug 12 angeordnet sein.

Zur Herstellung von Innengewinden nach diesem Verfahren, ist in Figur 3 eine Vorrichtung beschrieben«, In einem Wirbelkopf 13, einer Werkzeugmaschine 14, ist eine als Dorn ausgeführte Werkzeugaufnahme 15 angeordnet. In dieser Werkzeugaufnahme 15 sind ein- oder mehrere Schneidwerkzeuge 16 eingespannt, die zur Herstellung des·Gewinde-profils 17 und des Kerndurchmessers 18 eines Werkstückes dienen. Werkzeugaufnahme 15 und Werkstück 19 rotieren dabei mit unterschiedlichen Drehzahlen, wobei die Rotationsachse der Werkzeugaufnahme 15_S zu der des Werkstückes 19, um den Steigungswinkel α des herzustellenden Innengewindes geneigt ist.

Um Kerndurchmesser 18 und Gewindeprofil 17 gleichzeitig in einem Arbeitsgang und in einer Aufspannung fertigen zu können, ist, wie bei dem Werkzeug zur Herstellung von Außengewinden gemäß den Figuren 1 und 2, die Schneide des Schneidwerkzeuges 16 entsprechend profiliert. Die Form ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Zum

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Zwecke des einfacheren Uachschleifens des Schneidwerkzeuges, ist dieses (16) vorteilhafterweise aus zwei Teilen 10 und 11 zusammenzusetzen, wobei Teil 10 den Kerndurchmesser 18 und Teil 11 (Figur 7) das Gewindeprofil 17 herstellen.

Ein weiteres Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Werkzeugaufnahme 1₃ 14 und darin angeordneten Schneidwerkzeugen 2, 3, 4, 5, 16 ist so mit Schneidwerkzeugen besetzt, daß eines oder mehrere dieser Schneidwerkzeuge 2, 3, 4, 5, 16 zur Herstellung des Außendurchmessers oder des Kerndurchmessers und die übrigen Schneidwerkzeuge das Gewindeprofil aus dem Werkstück 6, 19 herausarbeiten. Die Form der den Außen- bzw. Kerndurchmesser bearbeitenden Schneidwerkzeuge 20 ist in Figur 5 dargestellt. Die das Gewindeprofil herstellenden Schneidwerk- zeuge 21 zeigt Figur 6. .

In der Werkzeugaufnahme 1, 14 sind diese unterschiedlichen Schneidwerkzeuge 20, 21 in Richtung der Yierkstückachse versetzt angeordnet. Die in Figur 4 dargestellte Abwicklung der Werkzeugaufnahme, nach Figur 3, zeigt die Versetzung der Schneidwerkzeuge 20, 21. Vorteilhafterweise

P beträgt, wie in Figur 4 angegeben, die Versetzung «· also die halbe Gewindesteigung des zu fertigenden Gewindes.

Mit dieser Werkzeugausführung und -anordnung wird erreicht, daß das Gewindeprofil und auch der Außen- bzw. Kerndurchmesser gleichzeitig und zueinander rundlaufend gefertigt werden können.

In den Ausführungsbeispielen ist Gewinde für Wälzschraubtriebe dargestellt. Nach dem gleichen Verfahren, jedoch mit entsprechend profilierten Schneidwerkzeugen, ist eine genaue und wirtschaftliche Fertigung aller durch Gewindewirbeln oder -schälen zu fertigenden Gewindearten und -formen erzielbar.

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Claims

~ 8 — Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung von Gewindeprofilen durch Gewindewirbeln oder -schälen, wobei eine mit Schneidwerkzeugen versehene, angetriebene Werkzeugaufnähme eines Wirbel- oder Schälaggregates in axialer Richtung zum Werkstück bewegt ..wird und wobei das Werkstück und die Werkzeugaufnähme gleiche Drehrichtung, jedoch unterschiedliche Drehzahlen besitzen und deren Rotationsachsen nicht zusammenfallen,. dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Außendurchmesser des Gewindes bei Außengewinden oder der Kerndurchmesser des Gewindes bei Innengewinden, als auch äas Gewindeprofil des Werkstückes selbst, gleichzeitig in einem Arbeitsgang und in einer Aufspannung mit entsprechend gestalteten und entsprechend in der Werkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeugen, hergestellt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der in der Werkzeugaufnahme angeordneten Schneidwerkzeuge den Außen- bzw, Kerndurchmesser des Gewindes spanend bearbeiten und die übrigen, in der Werkzeugaufnähme angeordneten Schneidwerkzeuge, das Gewindeprofil herstellen.

3. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach% Punkt 1, bestehend aus einer Werkzeugaufnahme und darin eingespannten Schneidwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge in der Werkzeugaufnähme in einer Ebene angeordnet sind und daJ3 die Schneide der Schneidwerkzeuge entsprechend dem zu schneidenden Gewindeprofil und dem Außen- bzw* Kerndurchmesser profiliert ist, wobei die Ebene um den Steigungswinkel des zu schneidenden Gewindes zur Werkstückachse geneigt ist.

4. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und 2, bestehend aus einer Werkzeugaufnahme und darin eingespannten Schneidwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Außen- bzw. Kerndurchmesser be-

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arbeitenden Schneidwerkzeuge gegenüber den das Gewindeprofil herstellenden Schneidwerkzeugen in der Werkzeugaufnahme in Richtung der Werkstückachse versetzt angeordnet "sind.
5· Werkzeug nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen, im Werkzeughalter angeordneten Schneidwerkzeuge derart zusammengesetzt sind, daß ein Teil des Schneidwerkzeuges zur Herstellung des Außen- bzw. Kerndurchmessers und ein zweiter Teil, der mit einer, entsprechend dem zu schneidenden Gewinde profilierten Schneide versehen ist, zur Herstellung des Gewindeprofils vorgesehen sind.

Hi8rzu__i_$eiten Zeichnungen

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